鼠笼式异步电动机是依据电磁感应原理工作的,所以又常被称为感应电动机。
2、你能否从异步电动机结构上识别出鼠笼式和绕线式?二者的工作原理相同吗? 答:绕线式异步电动机具有电刷滑环结构,而鼠笼式异步电动机没有。二者的工作原理是相同的:三相定子绕组中通入对称三相交流电,在电动机定子、转子之间的气隙中就会产生一个大小和方向不断随时间变化的旋转磁场,固定不动的转子切割旋转磁场就会感应电流,成为载流导体,载流导体在磁场中受到电磁力的作用而对轴生成电磁转矩,于是电动机的转子沿着旋转磁场的方向转动起来。
3、何谓异步电动机的转差速度?转差率?异步电动机处在何种状态时转差率最大?最大转差率等于多少?何状态下转差率最小?最小转差率又为多大?
答:旋转磁场的转速和电动机转子转速之差是转差速度;转差速度与旋转磁场转速之比称为转差率;异步电动机静止时转差率s=1最大;异步电动机空载时的转速最高,转差率最小趋近于0。
4、已知两台异步电动机的额定转速分别为1450r/min、735r/min和585r/min,你能说出它们的磁极对数各为多少?额定转差率又为多少?
答:电动机额定转速约等于旋转磁场的转速。所以,电动机的转速为1450r/min时,磁极对数p=2,转差率s=(1500-1450)/1500≈0.033;电动机的转速为735r/min时,磁极对数p=4,转差率s=(750-735)/750≈0.02;电动机的转速为585r/min时,磁极对数p=5,转差率s=(600-585)600≈0.025。
5、单相异步电动机如果没有起动绕组能否转动起来?为什么?
答:单相异步电动机如果没有起动绕组,则只能产生一个脉动磁场,脉动磁场可看作是两个大小相等、方向相反的旋转磁场的合成,由于两个旋转磁场作用相互抵消,因此无法使电动机转动起来。
6、三相异步电动机起动前有一根电源线断开,接通电源后该三相异步电动机能否转动起来?若三相异步电动机在运行过程中“缺相”,情况又如何?
答:三相异步电动机起动前有一根电源线断开,接通电源后的三相异步电动机相当于单相起动,由于产生的是脉动磁场,因此无法转动。若在运行过程中“缺相”,由于惯性,电动机仍能继续转动下去,只是很快就会因过流而烧损。
5.3节
1、电动机的转矩与电源电压之间的关系如何?若在运行过程中电源电压降为额定值的60%,假如负载不变,电动机的转矩、电流及转速有何变化?
答:电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比。若在运行过程中电源电压降为额定值的60%而负载不变时,电动机的电磁转矩下降为额定值的36%,由于动力小于阻力,转速下降,转差率上升,定子电流和转子电流都将增大。
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2、为什么增加三相异步电动机的负载时,定子电流会随之增加?
答:三相异步电动机的负载增大时,原来的电磁平衡被打破,转速下降,转差率上升,E2=sE20上升,引起转子电流增大,通过磁耦合关系又使定子电流增大。
3、将三相绕线式异步电动机的定子转子三相绕组开路,问这台电动机能否转动? 答:只要把三相绕线式异步时机的转子绕组开路,转子回路中就无法产生感应电流,没有感应电流无法成为载流导体,不是载流导体就不能在磁场中受力驱动电动机。
4、三相异步电动机中的空气隙大小对电动机运行有何影响?
答:三相异步电动机定、转子之间的气隙很小,如果空气隙较大,则空载电流严重增大,运行性能变差。
5、已知三相异步电动机运行在额定状态下,当(1)负载增大;(2)电压升高;(3)频率升高时,试分别分析电动机的转速和电流的变化情况?
答:额定运行状态下,增大三相异步电动机的负载,转速下降、转差率增大,致使电流增大;电压升高时若负载不变,则三相异步电动机转速上升、转差率减小,电流减小;频率升高时,若电压和负载均不变,则电动机转子电路感抗增大,为和负载相平衡,转子电流要加大,定子电流随之增大。
5.4节
1、何谓三相异步电动机的起动?直接起动应满足什么条件? 答:电动机由静止上升到额定转速的全过程叫做起动。当满足:
安)IST≤3电源变压器容量(千伏的关系式时,电动机可直接起动。 ?44?电动机功率(千瓦)IN2、何谓三相异步电动机的调速?鼠笼式异步电动机的调速方法有哪些?
答:在负载不变的情况下,用人为的方法使电动机的转速从某一数值改变到另一数值的过程称为调速。鼠笼式异步电动机的调速方法有变极调速、变频调速。 ..
3、三相异步电动机若要反转,须采取什么措施?
答:三相异步电动机的转向取决于通入定子绕组中三相电流的相序。因此,若要电动机反转,只需把接到电动机定子绕组上的三根电源线中的任意两根对调一下位置,三相异步电动机即可改变旋转方向。
4、何谓三相异步电动机的制动?电气制动的方法有哪些?
答:采用一定的方法让高速运转的电动机迅速停转的措施称为制动。电气制动的方..法通常有能耗制动、反接制动和再生发电制动。
5、一台380V、Y接的鼠笼式异步机,能否采用Y-Δ起动?为什么?
答:本来就是Y接的鼠笼式异步电动机,是无法采用Y-Δ降压起动的。因为Y-Δ降压起动只适用于正常工作时接成Δ形的异步电动机,降压起动时接成Y,起动后接近
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额定转速时再切换到正常工作时的Δ形连接。
5.5节
1、在起动性能要求不高的场合,通常选用鼠笼式异步机还是选择绕线式异步机? 答:在起动性能要求不高的场合,通常选用鼠笼式异步机。因为鼠笼式异步电动机较绕线式异步电动机来讲,结构简单,维修方便、价格低廉。
2、电动机的功率选择原则是什么?
答:电动机功率选择的原则是:电动机的额定功率等于或稍大于生产机械的功率。 .....................3、工厂机床内的异步电动机通常采用哪种外形结构?
答:工厂机床内的异步电动机,其工作场所通干燥、无灰尘,因此可选择在结构上无特殊防护装置,但通风散热好、价格便宜开启式异步电动机。
第5章 技能训练检测题(共100分,120分钟)
一、填空题(每空0.5分,共20分)
1、根据工作电源的类型,电动机一般可分为 直流 电动机和 交流 电动机两大类;根据工作原理的不同,交流电动机可分为 同步 电动机和 异步 电动机两大类。
2、异步电动机根据转子结构的不同可分为 鼠笼 式和 绕线 式两大类。它们的工作原理 相同 。 异步 式电机调速性能较差, 绕线 式电机调速性能较好。
3、三相异步电动机主要由 定子 和 转子 两大部分组成。电机的铁心是由相互绝缘的 硅钢 片叠压制成。电动机的定子绕组可以联接成 星形 或 三角形 两种方式。
4、分析异步电动机运行性能时,接触到的三个重要转矩分别是 额定电磁 转矩、 最大电磁 转矩和 起动电磁 转矩。其中 最大电磁 转矩反映了电动机的过载能力。
5、旋转磁场的旋转方向与通入定子绕组中三相电流的 相序 有关。异步电动机的转动方向与 定子旋转磁场 的方向相同。旋转磁场的转速决定于电动机的 极对数和电源频率 。
6、转差率是分析异步电动机运行情况的一个重要参数。转子转速越接近磁场转速,则转差率越 小 。对应于最大转矩处的转差率称为 临界 转差率。
7、若将额定频率为60Hz的三相异步电动机,接在频率为50Hz的电源上使用,电动机的转速将会 大于 额定转速。改变 频率 或 电机极对数 可改变旋转磁场的转速。
8、电动机常用的两种降压起动方法是Y-Δ降压 起动和 自耦补偿降压 起动。 9、三相鼠笼式异步电动机名称中的三相是指电动机的 定子绕组为三相 ,鼠笼式是指电动机的 转子结构是鼠笼型 ,异步指电动机的 转速与旋转磁场转速不同步 。
10、降压起动是指利用起动设备将电压适当降低 后加到电动机的定子绕组上进行
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起动,待电动机达到一定的转速后,再使其恢复到 额定值 下正常运行。
11、异步电动机的调速可以用改变 极对数 、 电源频率 和 改变转差率 三种方法来实现。其中 变频 调速是发展方向。
12、步进电机通常可分为 永磁 式、 反应 式和 混合 式三种类型。 二、判断题(每小题1分,共10分)
1、当加在定子绕组上的电压降低时,将引起转速下降,电流减小。 (错) 2、电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比,因此电压越高电磁转矩越大。(错) 3、起动电流会随着转速的升高而逐渐减小,最后达到稳定值。 (对) 4、异步机转子电路的频率随转速而改变,转速越高,则频率越高。 (错) 5、电动机的额定功率指的是电动机轴上输出的机械功率。 (对) 6、电动机的转速与磁极对数有关,磁极对数越多转速越高。 (错) 7、鼠笼式异步机和绕线式异步机的工作原理不同。 (错) 8、三相异步机在空载下启动,启动电流小,在满载下启动,启动电流大。 (对) 9、三相异步电动机在满载和空载下起动时,起动电流是一样的。 (错) 10、单相异步机的磁场是脉振磁场,因此不能自行起动。 (对) 三、选择题(每小题2分,共20分)
1、电动机三相定子绕组在空间位置上彼此相差(B)
A、60°电角度; B、120°电角度; C、180°电角度; D、360°电角度。 2、工作原理不同的两种交流电动机是( B )。
A、鼠笼式异步机和绕线式异步机 B、异步电动机和同步电动机 3、 绕线式三相异步机转子上的三个滑环和电刷的功用是( C )。 A、联接三相电源 B、通入励磁电流 C、短接转子绕组或接入起动、调速电阻
4、三相鼠笼式异步机在空载和满载两种情况下的起动电流的关系是( A )。 A、满载起动电流较大 B、空载起动电流较大 C、二者相同 5、三相异步电动机的旋转方向与通入三相绕组的三相电流( C )有关。 A、大小; B、方向; C、相序; D、频率。 6、三相异步电动机旋转磁场的转速与( C )有关。 A、负载大小; B、定子绕组上电压大小; C、电源频率; D、三相转子绕组所串电阻的大小。 7、三相异步电动机的电磁转矩与( B ) A、电压成正比; B、电压平方成正比; C、电压成反比; D、电压平方成反比。 8、三相异步电动机的起动电流与起动时的( B )
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A、电压成正比; B、电压平方成正比; C、电压成反比; D、电压平方成反比。 9、能耗制动的方法就是在切断三相电源的同时( D )
A、给转子绕组中通入交流电; B、给转子绕组中通入直流电; C、给定子绕组中通入交流电; D、给定子绕组中通入直流电。 10、在起重设备中常选用( B )异步电动机。 A、鼠笼式 B、绕线式 C、单相 四、问题(每小题4分,共24分)
1、三相异步电动机在一定负载下运行,当电源电压因故降低时,电动机的转矩、电流及转速将如何变化?
答:当电源电压因故降低时,T=TL的平衡被打破,转速下降,转差率上升,导致转子电流增大、定子电流增大,增大的结果使电磁转矩重新上升以适应负载阻转矩的需要,重新平衡时,转速将重新稳定,只是转速较前低些。
2、三相异步电动机电磁转矩与哪些因素有关?三相异步电动机带动额定负载工作时,
若电源电压下降过多,往往会使电动机发热,甚至烧毁,试说明原因。
答:三相异步电动机的电磁转矩T=KTΦI2 cosφ2,由公式可看出,T与每极下工作主
磁通的大小及转子电流的有功分量有关。当三相异步电动机带动额定负载工作时,若电源电压下降过多时,导致电磁转矩严重下降,电动机转速下降甚至停转,从而造成转差率大大上升,其结果使电动机的转子电流、定子电流都大幅增加,造成电动机过热甚至烧毁。
3、有的三相异步电动机有380/220V两种额定电压,定子绕组可以接成星形或者三角形,试问何时采用星形接法?何时采用三角形接法?
答:三相异步电动机额定电压有380/220V两种时,说明它在380V线电压情况下定子绕组要接成Y形,在220V线电压情况下定子绕组要接成Δ形,即同一台电动机无论在哪种额定电压下,其每相绕组上的额定电压应保持相同。
4、在电源电压不变的情况下,如果将三角形接法的电动机误接成星形,或者将星形接法的电动机误接成三角形,将分别出现什么情况?
答:如果将Δ接的电动机误接成Y形,当电源电压不变时,电动机各相绕组上的电压和各相负载中的电流只有额定值的0.577倍,线电流只有额定值的1/3,电动机将不能正常工作;如果将Y接的电动机误接成Δ形,当电源电压不变时,电动机各相绕组上的电压和各相负载中的电流则是额定值的1.732倍,线电流是额定值的3倍,因此电动机将会因过电流而烧毁。
5、如何改变单相异步电动机的旋转方向?
答:若要改变单相异步电动机的旋转方向,只需将起动绕组和工作绕组的位置变换一下即可。
6、当绕线式异步电动机的转子三相滑环与电刷全部分开时,此时在定子三相绕组
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